EP3832165B1 - Fahrantrieb für ein fahrzeug mit einem fahrgetriebe und steuerarchitektur zum steuern des fahrgetriebes - Google Patents

Fahrantrieb für ein fahrzeug mit einem fahrgetriebe und steuerarchitektur zum steuern des fahrgetriebes Download PDF

Info

Publication number
EP3832165B1
EP3832165B1 EP20209663.2A EP20209663A EP3832165B1 EP 3832165 B1 EP3832165 B1 EP 3832165B1 EP 20209663 A EP20209663 A EP 20209663A EP 3832165 B1 EP3832165 B1 EP 3832165B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydraulic motor
hydraulic
transmission
speed
driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20209663.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3832165A3 (de
EP3832165A2 (de
Inventor
Steffen Mutschler
Yusheng Xiang
Christine Brach
Norman Brix
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3832165A2 publication Critical patent/EP3832165A2/de
Publication of EP3832165A3 publication Critical patent/EP3832165A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3832165B1 publication Critical patent/EP3832165B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/46Automatic regulation in accordance with output requirements
    • F16H61/472Automatic regulation in accordance with output requirements for achieving a target output torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H47/00Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04Smoothing ratio shift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/44Control of exclusively fluid gearing hydrostatic with more than one pump or motor in operation
    • F16H61/444Control of exclusively fluid gearing hydrostatic with more than one pump or motor in operation by changing the number of pump or motor units in operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/70Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements
    • F16H61/702Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements using electric or electrohydraulic control means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68Inputs being a function of gearing status
    • F16H2059/6838Sensing gearing status of hydrostatic transmissions
    • F16H2059/6861Sensing gearing status of hydrostatic transmissions the pressures, e.g. high, low or differential pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68Inputs being a function of gearing status
    • F16H2059/6838Sensing gearing status of hydrostatic transmissions
    • F16H2059/6892Sensing or calculating the motor torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/14Inputs being a function of torque or torque demand
    • F16H59/18Inputs being a function of torque or torque demand dependent on the position of the accelerator pedal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/36Inputs being a function of speed
    • F16H59/44Inputs being a function of speed dependent on machine speed of the machine, e.g. the vehicle

Definitions

  • the invention relates to a travel drive for a vehicle with a drive transmission which enables driving in several driving ranges and in which a mechanical transmission is combined with a hydrostatic transmission which includes a hydraulic pump whose displacement volume can be adjusted and at least one hydraulic motor which is connected to the hydraulic pump a closed hydraulic circuit with two circuit branches and is connected to an input of the mechanical transmission.
  • the traction drive also includes an electronic control unit for carrying out traction-based control of the traction transmission.
  • a hydrostatic transmission with a hydraulic pump and a hydraulic motor which are arranged together in a closed hydraulic circuit
  • a mechanical transmission brings with it a high system efficiency and a wide usability of mobile work machines.
  • Possible mechanical transmissions are synchronized transmissions with two or more gear stages, summation transmissions, which have two or more gear stages and which have driving ranges in which different numbers of hydraulic motors, for example a first hydraulic motor in a first driving range and a second in addition to the first hydraulic motor Hydraulic motor in a second driving range, to which the transmission output is connected, and powershift transmission.
  • a drive transmission of the type outlined the travel drive of a mobile machine can be designed in such a way that torque-based control or speed-based control is possible.
  • EP 3 553 347 A1 relates to a method for controlling a hydraulically driven work machine, wherein a target traction force at standstill, which corresponds to a leakage flow rate, is used to control a hydraulic pump, a hydraulic motor and an internal combustion engine.
  • the invention is based on the object of designing a travel drive with the features mentioned at the outset in such a way that the driving behavior when changing gears is improved.
  • This object is achieved in that the vehicle parameters present before a change in the driving range are used by the electronic control unit to determine the target tractive force desired after the change in the driving range and, from the desired target tractive force and a displacement volume of the at least one hydraulic motor, a target pressure difference between the two circuit branches of the closed hydraulic circuit is determined and that after changing the driving range between the two circuit branches of the closed hydraulic circuit, a pressure difference corresponding to the target pressure difference is set by a pressure regulator.
  • a travel drive according to the invention does not have the problem described because of the adjustable tractive force after changing gear. This makes the drive much easier to calibrate. The quality of a gear change and thus driving comfort are improved. Almost every gear change takes place with a very small bandwidth in a very short time.
  • a travel drive according to the invention can be further developed in an advantageous manner.
  • the driving behavior appears particularly comfortable when the desired target tractive force is equal to the tractive force before changing the driving range.
  • the desired target tractive force can be determined using only the position of the accelerator pedal. However, the speed of the vehicle can also be taken into account when determining the desired target tractive force. Assuming that the vehicle speed after shifting is similar to the vehicle speed before shifting, the pulling force before and after shifting should also be the same.
  • ⁇ m the minimum of the two values n p V p /n m V m and 1, where n p is the speed of the hydraulic pump, n m is the speed of the hydraulic motor, V p that is the maximum displacement of the hydraulic pump and V m is the maximum displacement of the hydraulic motor or motors.
  • ⁇ m is therefore equal to n p V p /n m V m or equal to 1, whichever is smaller.
  • the speed of the hydraulic motor can also be determined from the speed of the vehicle.
  • Mechanical gears are known that are designed as mere summation gears. Different driving ranges are realized here in that different numbers of hydraulic motors are connected to the output of the mechanical transmission in the driving ranges. For example, in a first driving range, two hydraulic motors are connected to the transmission output, while in a second driving range, only one hydraulic motor is connected to the transmission output.
  • the invention can be applied both to driving gears with such summation gears and to driving gears which have a mechanical gear with at least two gear stages and in which a change is made from one gear stage to another gear stage when the driving range is changed.
  • the electronic control unit of a travel drive advantageously has a control architecture which comprises a general part, which is programmed in the same way for at least two differently designed travel gears, and several different special parts, each of which can be connected to the general part via an interface and corresponding to the specific one Training of a driving gear is programmed.
  • Such a control architecture advantageously also includes a drive transmission, which includes a hydrostatic transmission with a hydraulic pump and a hydraulic motor, but no mechanical transmission downstream of the hydraulic motor.
  • a drive transmission which includes a hydrostatic transmission with a hydraulic pump and a hydraulic motor, but no mechanical transmission downstream of the hydraulic motor.
  • a transmission with a mere hydrostatic transmission is also a special part for a transmission with a mere hydrostatic transmission.
  • the several different specific parts each have the same interface for connection to the general part.
  • the driving gear enables driving in several driving ranges, it is advantageous if the general part is suitably programmed to control the driving gear when driving within a driving range, and if the special part is suitably programmed to control the driving gear during a change between two to control driving areas.
  • the special part can work in such a way that the control signals of the general part are overwritten by the special part.
  • the general part of the control architecture contains equations for calculating the displacement of the hydraulic motor or hydraulic motors and for calculating the pressure difference across the hydraulic motor or hydraulic motors, the equations having terms for different transmissions, which are determined by factors that depend on the design of the Drive gear have the value zero or one, activated or deactivated.
  • the control architecture is preferably designed for torque-based control of the driving gear.
  • control architecture for the electronic control unit will appear less in the mechanical structure of the control unit than in the software, which contains a general program or several general programs that are applicable to differently designed travel drives and represent the general part of the control architecture, which depends on the type of the transmission is supplemented by one or more special programs that supplement the general program at one or more interfaces.
  • the electronic control 15 is intended for a travel drive in which a hydrostatic transmission with two gear stages is combined with a hydraulic pump and with a hydraulic motor operated with the hydraulic pump in a closed hydraulic circuit.
  • the hydraulic pump and the hydraulic motor are fluidly connected to one another via two circuit branches.
  • a control section 20 of the electronic control 15 can be referred to as a shift manager, in which it is determined from the current vehicle state whether a gear change needs to take place and from which a gear change is initiated and controlled if necessary.
  • the translation i mech of the mechanical transmission is thus determined by the control section 20 and is output by it as an output signal.
  • the electronic control according to Figure 1 also has a control section 21, to which the speed v veh of the vehicle and the angular position ⁇ ped of the accelerator pedal are supplied as input variables and which, from these input variables present before a change, determines the target tractive force or the desired target torque T on the vehicle wheels after changing the driving range determined and can therefore be referred to as a tractive force planner or target torque planner.
  • the speed n m of the hydraulic motor is supplied to a further control section 22 of the electronic control 15. This can either be measured or derived from the speed of the vehicle.
  • the hydraulic pump and the hydraulic motor are usually axial piston machines and the standardized stroke volume is determined by the swivel angle, which is why the formula symbol ⁇ is used here.
  • the pivot angle desired for the hydraulic motor after a gear change, the target torque T des desired after a gear change and the mechanical translation i mech after the gear change are supplied as electronic signals to a control section 23 of the electronic control 15, which calculates a desired pressure difference ⁇ p des from the values supplied determined that should exist after changing gear via the hydraulic motor.
  • the desired pressure difference is sent to a pressure control device 24, which adjusts the pivot angle of the hydraulic pump so that the desired pressure difference is present via the hydraulic motor.
  • the actual value of the pressure difference can be detected, for example, from the signals from two pressure sensors, one of which detects the pressure in one circuit branch and the other detects the pressure in the other circuit branch.
  • the pressure difference can also be specified by a control pressure acting on an actuating piston of the hydraulic pump, which is set, for example, with a pressure control valve, and thus by a force resulting on the actuating piston.
  • a hydrostatic transmission can be combined with different types of mechanical transmissions. It is a great advantage if travel drives with different mechanical transmissions can be controlled with just one software platform. Development time and costs are then saved.
  • the control architecture of such a software platform is in Figure 2 shown. It has a general part 30, which is programmed in the same way for at least two differently designed driving gears and is designed in such a way that it contains the temporary control variables ⁇ m,tmp and ⁇ p tmp , i.e. a temporary swivel angle of the hydraulic motor and a temporary pressure difference during normal driving outputs a driving range.
  • the control architecture includes several different special parts 31, 32, 33, 34, each of which can be connected to the general part via the same interface and is programmed according to the specific design of a travel transmission.
  • a special part is intended to output transmission-specific control variables ⁇ m and ⁇ p and information (state) about the status of the transmission during a change of a driving range, in particular during a change of the gear stage of the mechanical transmission.
  • the special parts overwrite the output signals of the general part.
  • the special parts of the transmission control can be adapted to other types of transmission controls in addition to a general part designed for torque control. With other types of transmission controls, the control architecture can also be divided into a general part and special parts.
  • control architecture Another advantage of the control architecture is that optimizations made to one traction drive can easily be transferred to other types of traction drives.
  • third-party software can be combined with the general part of the control architecture without requiring in-depth knowledge of the control of a hydrostatic transmission contained in the general part.
  • the special part 31 according to Figure 2 is intended for summation transmissions, the special part 32 for synchronous transmissions, the special part 33 for powershift transmissions and the special part for purely hydrostatic transmissions.
  • the temporary control variables ⁇ m,tmp and ⁇ p tmp pass from the general part 30 to the special part and are overwritten there.
  • synchronous transmissions require a torque-free input shaft during the synchronization phase, which is not necessary for other types of mechanical transmissions.
  • the special part 32 guarantees this freedom from torque by overwriting the swivel angle ⁇ m,tmp for the hydraulic motor and the desired pressure difference ⁇ p tmp .
  • a special part is designated 31, 32, 33, 34. This is supplied with the signal for the provisional desired pivot angle ⁇ m,tmp of a hydraulic motor from a block 36 of the general part and the signal for the provisional desired pressure difference ⁇ p tmp from a block 37 of the general part.
  • the output signals of the special part are the desired pivot angle ⁇ m of a hydraulic motor, the final desired pressure difference ⁇ p and status information about the mechanical transmission.
  • the block 38 uses ⁇ m to determine the estimated pivot angle ⁇ m of the second hydraulic motor and the final desired pressure difference ⁇ p tmp. .
  • the motor controller 39 controls the pivot angle ⁇ m,1 of a first hydraulic motor and the pivot angle ⁇ m,2 of a second hydraulic motor.
  • the pilot control 40 uses the desired volume flow V f,Mot of the motors to determine a pilot-controlled proportion of the swivel angle ⁇ p,ff of the hydraulic pump and sends this to a pressure regulator 41, which regulates the pressure by adjusting the swivel angle ⁇ p of the hydraulic pump.
  • the electronic control according to Figure 1 and the control architecture according to the Figures 2 and 3 can be used on various transmissions, including those in the Figures 4 to 12 a selection is shown.
  • the drive according to Figure 4 is intended for a mobile work machine, for example a wheel loader, and includes a transmission 49, which represents the combination of a hydrostatic transmission 50 and a mechanical transmission 51 with two gear stages.
  • the hydrostatic transmission 50 has a first hydraulic machine 52 designed as an axial piston pump in a swash plate design, which is fluidly connected in a closed hydraulic circuit to a second hydraulic machine 55 designed as an axial piston motor in an inclined axis design via the working line 53 forming one circuit branch and a working line 54 forming the other circuit branch.
  • a drive shaft of the first hydraulic machine is coupled to a drive shaft of a drive machine 56 designed as a diesel engine.
  • a drive shaft of the second hydraulic machine 55 is coupled to an input shaft 57 of the manual transmission 51.
  • An output shaft 58 of the manual transmission 51 is coupled to a differential 59 of a two-wheel axle 60.
  • the swash plate of the hydraulic machine 52 and the cylinder drum of the hydraulic machine 55 can be continuously set to different pivot angles, so that the displacement of each of the two hydraulic machines can be adjusted.
  • the pivot angle of the first hydraulic machine can be adjusted beyond a zero position of the swashplate, so that a reversal of the direction of rotation of the second hydraulic machine 55, which can only be pivoted on one side, is possible while maintaining the direction of rotation of the first hydraulic machine 52.
  • the manual transmission 51 has a first gear stage 65 with a first gear ratio and a second gear stage 66 with a second gear ratio, different from the first gear ratio, between the speed of the input shaft 57 and the speed of the output shaft 58. Furthermore, the manual transmission 51 has a synchronizing device 67, which can be actuated hydraulically in a manner not shown.
  • the hydrostatic transmission 50 has a variable, continuously adjustable gear range.
  • the hydrostatic transmission 50 is followed by the manual transmission 51 with the two gear stages 65 and 66.
  • the manual transmission 51 is designed by the synchronizing device 67 in such a way that it can be switched while driving.
  • a transmission arrangement with this feature is known, for example, under the name "Shift on Fly" by the applicant.
  • Driving in one gear stage and switching between gear stages is carried out according to the Figures 1 to 3 trained electronic control unit 68 based on the vehicle parameters and certain variable input variables.
  • Curve I indicates the tractive force, curve II the displacement of the hydraulic pump 52, curve III the displacement of the hydraulic motor 55 and curve IV the position of the synchronizing device 67.
  • Curve II shows that the hydraulic motor 55 is on during the switching process is pivoted back to a very small pivot angle so that the input shaft 57 of the transmission 51 is torque-free during the switching process.
  • the drive system follows Figure 6 in turn has a hydrostatic transmission 50 with a first hydraulic machine 52 which is adjustable in its displacement beyond a zero position and is operated predominantly as a hydraulic pump and which is driven by the internal combustion engine 56, for example by a diesel engine.
  • the hydraulic pump 52 is fluidly connected here in a closed hydraulic circuit with two hydraulic motors 71 and 72 arranged parallel to one another, the displacement of which can be adjusted on one side between a minimum value and a maximum value.
  • the second hydraulic motor 72 can be temporarily connected via a clutch 73 and via a summation gear 74 to its output shaft 58 and via this to a differential 59 of a two-wheeled axle 60 of a mobile work machine, for example a wheel loader.
  • the first hydraulic motor 71 is permanently coupled to its output shaft 58 via the summation gear 74.
  • the summation transmission 74 is not a manual transmission with different gear stages.
  • Different travel ranges of the travel drive Figure 6 are characterized in that in a first driving range Rng1 the clutch 73 is closed and both the permanent, first hydraulic motor 71 and the temporary hydraulic motor 72 are used to drive the output shaft 58 of the summation gear 74 and that in a second driving range Rng2 the clutch 73 open and the hydraulic motor 72 is pivoted back to zero displacement.
  • the second hydraulic motor 72 no longer takes pressure medium conveyed by the hydraulic pump 52. Rather, the entire delivery quantity is swallowed by the first hydraulic motor 71, so that it can rotate significantly faster than in the first travel range Rng1.
  • the two circuit diagrams according to the Figures 7 and 8th differ from each other in that according to the circuit diagram Figure 7 the hydraulic motor 71, which is permanently connected to the output shaft 58, and the hydraulic motor 72 are pivoted back to the same minimum pivot angle in the first travel range Rng1, before the hydraulic motor 72 is pivoted back to zero pivot angle in the transition region and the hydraulic motor 71 is fully pivoted out again , while according to the circuit diagram after Figure 8 In the first travel range Rng1, only the second hydraulic motor 72 is pivoted back, while the first hydraulic motor 71 is fully swung out over the entire first travel range Rng1, in the transition range and over a part of the second travel range Rng2.
  • the circuit diagram Figure 8 So it's with the transmission Figure 6 In the first driving range Rng1 only a lower maximum speed than with control according to the circuit diagram Figure 7 .
  • the hydraulic motor 71 then pivots back from a point at which the hydraulic pump 55, which has pivoted back slightly in the transition region, is fully pivoted out again.
  • the circuit diagram according to Figure 9 refers to a transmission similar to the one below Figure 6 .
  • the difference is that the second hydraulic motor 72, which is permanently connected to the output shaft 58 of the summation gear 74, is now a constant motor whose displacement cannot be changed.
  • a change in the vehicle speed in the second driving range Rng2 is therefore shown in the circuit diagram Figure 9 shows, only achieved by changing the displacement of the hydraulic pump 52.
  • Control variables are shown in Table 1 below.
  • the control parameters are shown in Table 2.
  • Table 1 Control variable Figures 4 and 5 Figures 6 and 7 Figures 6 and 8th Figure 9 version 1
  • Variant 2 Variant 3
  • Variant 4 ⁇ p,curr the desired pivot angle of the pump used to calculate the control current ⁇ m,1,curr not relevant the desired motor swivel angle used to calculate the control current for the temporary hydraulic motor ⁇ m,2,curr the desired motor swivel angle used to calculate the control current for the hydraulic motor the desired motor swivel angle used to calculate the control current for the permanent hydraulic motor ⁇ m the desired motor swivel angle the desired motor swivel angle ⁇ m the estimated motor swing angle the estimated motor swing angle State Upshifting, downshifting, normal driving the relationship between the temporary engine and the permanent engine Figures 4 and 5 Figures 6 and 7 Figures 6 and 8th Figure 9 version 1 variant Variant 3 Variant 4 ⁇ p ,curr the desired pivot angle of the pump used to calculate the
  • Equations (1) and (2) and the variables, parameters and factors shown in Tables 1, 2 and 3 are deposited in the general part 30 of the control architecture.
  • the electronic controls according to the invention can also be used in combination with transmissions that have more than two driving ranges.
  • the hydrostatic transmission part 50 can be used like the drive transmission Figure 6 a first hydraulic machine 52, whose displacement volume can be adjusted beyond a zero position and operated predominantly as a hydraulic pump, which is driven by the internal combustion engine 56, for example by a diesel engine, and has two hydraulic motors 71 and 72, the displacement volume of which is unilaterally between a minimum value and one maximum value can be adjusted, which are arranged parallel to one another and are fluidly connected to the hydraulic pump 52 in a closed hydraulic circuit.
  • the travel drive has a first hydraulic motor 71, which has a corresponding to the travel drive Figure 6 additional clutch 78 connected to the output shaft 58 of a mechanical transmission 74 or can be decoupled from it.
  • the second hydraulic motor 72 is assigned a further clutch 79, via which it is connected to the second gear stage, which has a different gear ratio than the first spur gear stage Output shaft 58 can be connected.
  • the two clutches 73 and 79 are either both open or either the clutch 73 or the clutch 79 is closed.
  • the control device 68 is also electrically connected to the two additional clutches 78 and 79 in order to control them.
  • both hydraulic motors 71 and 72 work and deliver their power to the output shaft 58.
  • both hydraulic motors 71 and 72 are reduced in their respective displacement in the first driving range Rng1.
  • the clutch 73 is open, so that only the first hydraulic motor 71 delivers power to the output shaft 58 via the clutch 78, which is still closed.
  • the displacement volume of the hydraulic motor 71 which was adjusted to its maximum value during the change of driving range, is constantly reduced.
  • the clutch 78 is opened so that the first hydraulic motor 71 is decoupled and the clutch 79 is closed.
  • the second hydraulic motor 72 is connected to the output shaft 58 via the third clutch 79 and the second gear stage, so that only the second hydraulic motor 72 supplies power to the output shaft 58 via a different gear ratio than the first hydraulic motor 71 in the second driving range Rng2 gives away.
  • the displacement volume of the hydraulic motor 72 which was adjusted to its maximum value during the change from the second driving range Rng2 to the third driving range Rng3, is constantly reduced for an increasing driving speed of a mobile work machine.
  • the mechanical transmission 74 according to Figure 10 is therefore, on the one hand, a summation transmission, but on the other hand also a manual transmission, which translates the speed of the output shaft of the hydraulic motor 72 differently depending on the state of the clutches 73 and 79. After its displacement has increased from zero to the maximum value, the hydraulic pump 52 remains fully swiveled out to the maximum speed.
  • the drive according to Figure 12 has a drive transmission that is the combination of a hydrostatic transmission 50, as already mentioned Figure 4 can be seen and that has a hydraulic pump 52 and a hydraulic motor 55 arranged with it in a closed hydraulic circuit, and a mechanical gearbox 51 with two gear stages.
  • the drive shaft of the hydraulic pump 52 is coupled to a diesel engine 56.
  • the drive shaft of the hydraulic motor 55 is coupled to the input shaft 57 of the manual transmission 51.
  • An output shaft 58 of the manual transmission 51 is coupled to a differential 59 of a two-wheel axle 60.
  • the swash plate of the hydraulic pump 52 and the cylinder drum of the hydraulic motor 55 can be continuously set to different pivot angles, so that the displacement of each of the two hydraulic machines can be adjusted.
  • the pivoting angle of the hydraulic pump can be adjusted beyond a zero position of the swashplate, so that a reversal of the direction of rotation of the hydraulic motor 55, which can only be pivoted on one side, is possible while maintaining the direction of rotation of the hydraulic pump 52.
  • the manual transmission 51 is designed as a dual clutch transmission and is shown in a very simplified manner.
  • the hydraulic motor 55 can alternatively be connected to the output shaft 58 of the transmission 51 via a first clutch 80 and a first transmission branch 81 and via a second clutch 82 and a second transmission branch 83, the translation in the second transmission branch 83 being greater than in the first transmission branch 81.
  • such a transmission can contain a planetary stage with a sun gear, with planetary gears and with a ring gear, the ring gear being firmly connected to a frame via a first clutch so that it cannot rotate, and in a rotationally fixed manner via a second clutch the sun gear or its drive shaft can be connected.
  • clutch 80 In a first low speed driving range, clutch 80 is closed while clutch 82 is closed. In a second driving range with higher speeds than in the first driving range, the clutch 82 is closed, while the clutch 80 is closed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Fahrantrieb für ein Fahrzeug mit einem Fahrgetriebe, das ein Fahren in mehreren Fahrbereichen ermöglicht und in dem ein mechanisches Getriebe kombiniert ist mit einem hydrostatischen Getriebe, das eine in ihrem Hubvolumen verstellbare Hydropumpe und wenigsten einen Hydromotor umfasst, der mit der Hydropumpe in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf mit zwei Kreislaufzweigen angeordnet und mit einem Eingang des mechanischen Getriebes verbunden ist. Der Fahrantrieb umfasst außerdem ein elektronisches Steuergerät zur Durchführung einer zugkraftbasierten Steuerung des Fahrgetriebes.
  • Die Kombination eines hydrostatischen Getriebes mit einer Hydropumpe und mit einem Hydromotor, die miteinander in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf angeordnet sind, mit einem mechanischen Getriebe bringt eine hohe Systemeffizienz und eine breite Nutzbarkeit von mobilen Arbeitsmaschine mit sich. Als mögliche mechanische Getriebe seien hier synchronisierte Getriebe mit zwei oder mehr Getriebestufen, Summationsgetriebe, die zwei oder mehr Getriebestufen aufweisen und die Fahrbereiche haben, in denen verschiedene Anzahlen von Hydromotoren, zum Beispiel ein erster Hydromotor im einem ersten Fahrbereich und zusätzlich zum ersten Hydromotor ein zweiter Hydromotor in einem zweiten Fahrbereich, mit dem Getriebeausgang verbunden sind, und Lastschaltgetriebe. Mit einem Fahrgetriebe der skizzierten Art kann der Fahrantrieb einer mobilen Arbeitsmaschine so konzipiert sein, dass eine momentenbasierte Steuerung oder eine geschwindigkeitsbasierte Steuerung möglich ist.
  • Eine momentenbasierte Steuerung ist in der Veröffentlichung "Torque control for mobile machines" Proceedings of the 11th International Fluid Power Conference, Aachen, Deutschland beschrieben.
  • EP 3 553 347 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine, wobei eine Zielzugkraft bei Stillstand, die zu einer Leckstromrate korrespondiert, verwendet wird, um eine hydraulische Pumpe, einen hydraulischen Motor und einen Verbrennungsmotor zu steuern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrantrieb mit den eingangs genannten Merkmalen so auszubilden, dass das Fahrverhalten bei einem Gangwechsel verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass von dem elektronischen Steuergerät aus vor einem Wechsel des Fahrbereichs vorliegenden Fahrzeugparametern die nach dem Wechsel des Fahrbereichs gewünschte Zielzugkraft und aus der gewünschten Zielzugkraft und aus einem Hubvolumen des wenigsten einen Hydromotors eine Solldruckdifferenz zwischen den beiden Kreislaufzweigen des geschlossenen hydraulischen Kreislaufs ermittelt wird und dass nach dem Wechsel des Fahrbereichs zwischen den zwei Kreislaufzweigen des geschlossenen hydraulischen Kreislaufs durch einen Druckregler eine der Solldruckdifferenz entsprechende Druckdifferenz eingestellt wird.
  • Lösungen nach dem Stand der Technik haben ein von der Getriebestufe abhängiges Fahrverhalten. Dies bringt es mit sich, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit bei gleicher Stellung des Fahrpedals in verschiedenen Gangstufen nicht dieselbe ist. Das bringt es wiederum mit sich, dass die Differenz zwischen der gewünschten Geschwindigkeit und der aktuellen Geschwindigkeit nach dem Schalten sehr groß sein kann. Somit macht das Fahrzeug einen Ruck. Um diesen Ruck zu vermeiden, sind die Werte einer Reihe von Parametern festzulegen. Dies erschwert einerseits den Prozess der Kalibration und führt andererseits in vielen Fällen zu einem langsamen Gangwechsel. Zum Beispiel benötigt der Gangwechsel zur Vermeidung des Rucks drei Sekunden, obwohl die theoretisch mögliche kürzeste Zeit für einen Gangwechsel nur 1,0 Sekunden beträgt.
  • Ein erfindungsgemäßer Fahrantrieb hat wegen der einstellbaren Zugkraft nach dem Gangwechsel das geschilderte Problem nicht. Damit ist der Fahrantrieb wesentlich leichter zu kalibrieren. Die Qualität eines Gangwechsels und damit der Fahrkomfort sind verbessert. Fast jeder Gangwechsel findet mit einer sehr geringen Bandbreite in sehr kurzer Zeit statt.
  • Ein erfindungsgemäßer Fahrantrieb kann in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltet werden.
  • So erscheint das Fahrverhalten besonders komfortabel, wenn die gewünschte Zielzugkraft gleich der Zugkraft vor dem Wechsel des Fahrbereichs ist.
  • Die gewünschte Zielzugkraft kann unter alleiniger Heranziehung der Stellung des Fahrpedals ermittelt werden. Es kann jedoch zusätzlich auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in die Ermittlung der gewünschten Zielzugkraft eingehen. Unter der Annahme, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nach dem Schalten ähnlich der Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Schalten ist, sollte auch die Zugkraft vor und nach dem Schalten gleich sein.
  • Bei bestimmten Ausbildungen des mechanischen Getriebes mit wenigstens einem in seinem Hubvolumen verstellbaren Hydromotor wird das in die Ermittlung der Solldruckdifferenz eingehende normierte Hubvolumen αm des wenigstens einen Hydromotors nach der Formel αm = das Minimum der beiden Werte npVp/nmVm und 1 ermittelt, wobei np die Drehzahl der Hydropumpe, nm die Drehzahl des Hydromotors, Vp das maximale Hubvolumen der Hydropumpe und Vm das maximale Hubvolumen des Hydromotors oder der Hydromotoren ist. αm ist also gleich npVp/nmVm oder gleich 1, je nachdem, welcher Wert der kleinere ist.
  • Es ist denkbar, die Drehzahl des Hydromotors durch einen Drehzahlsensor zu erfassen. Man kann die Drehzahl des Hydromotors jedoch auch aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermitteln.
  • Es sind mechanische Getriebe bekannt, die als bloße Summierungsgetriebe ausgebildet sind. Verschiedene Fahrbereiche werden hier dadurch realisiert, dass in den Fahrbereichen unterschiedlich viele Hydromotoren mit dem Ausgang des mechanischen Getriebes verbunden sind. Zum Beispiel sind in einem ersten Fahrbereich zwei Hydromotoren mit dem Getriebeausgang verbunden, während in einem zweiten Fahrbereich nur noch ein Hydromotor mit dem Getriebeausgang verbunden ist. Die Erfindung ist sowohl auf Fahrgetriebe mit solchen Summierungsgetrieben als auch auf Fahrgetriebe anwendbar, die ein mechanisches Getriebe mit wenigstens zwei Gangstufen aufweisen und bei denen beim Wechsel des Fahrbereichs von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe gewechselt wird.
  • Das elektronische Steuergerät eines erfindungsgemäßen Fahrantriebs hat vorteilhafterweise eine Steuerarchitektur, die einen allgemeinen Teil, der für wenigstens zwei unterschiedlich ausgebildete Fahrgetriebe gleich programmiert ist, und mehrere unterschiedliche spezielle Teile umfasst, von denen jedes über eine Schnittstelle mit dem allgemeinen Teil verbindbar ist und entsprechend der speziellen Ausbildung eines Fahrgetriebes programmiert ist.
  • Eine solche Steuerarchitektur schließt vorteilhafterweise jedoch auch ein Fahrgetriebe mit ein, das ein hydrostatisches Getriebe mit einer Hydropumpe und einem Hydromotor, aber kein dem Hydromotor nachgeordnetes mechanisches Getriebe umfasst. Es gibt dann also auch für ein Fahrgetriebe mit einem bloßen hydrostatischen Getriebe einen speziellen Teil.
  • Vorteilhafterweise haben die mehreren unterschiedlichen speziellen Teile jeweils die gleiche Schnittstelle zur Verbindung mit dem allgemeinen Teil.
  • Ermöglicht das Fahrgetriebe ein Fahren in mehreren Fahrbereichen, so ist es günstig, wenn der allgemeine Teil geeignet programmiert ist, um das Fahrgetriebe beim Fahren innerhalb eines Fahrbereichs zu steuern, und wenn der spezielle Teil geeignet programmiert ist, um das Fahrgetriebe während eines Wechsels zwischen zwei Fahrbereichen zu steuern.
  • Während eines Wechsels zwischen zwei Fahrbereichen kann der spezielle Teil derart arbeiten, dass die Steuersignale des allgemeinen Teils vom speziellen Teil überschrieben werden.
  • Vorteilhafterweise sind im allgemeine Teil der Steuerarchitektur Gleichungen zur Berechnung des Hubvolumens des Hydromotors oder der Hydromotoren und zur Berechnung der Druckdifferenz über den Hydromotor oder die Hydromotoren enthalten, wobei die Gleichungen Terme für verschiedene Fahrgetriebe aufweisen, die durch Faktoren, die in Abhängigkeit von der Ausbildung des Fahrgetriebes den Wert null oder eins haben, aktiviert oder deaktiviert werden.
  • Die Steuerarchitektur ist vorzugsweise für eine momentenbasierte Steuerung des Fahrgetriebes ausgebildet ist.
  • Die Steuerarchitektur für das elektronische Steuergerät wird sich weniger im mechanischen Aufbau des Steuergeräts als in der Software zeigen, die ein allgemeines Programm oder mehrere allgemeine Programme enthält, die für unterschiedlich ausgebildete Fahrantriebe anwendbar sind und den allgemeinen Teil der Steuerarchitektur darstellen, der je nach der Art des Fahrgetriebes durch ein oder mehrere spezielle Programme ergänzt wird, die an einer Schnittstelle oder mehreren Schnittstellen das allgemeine Programm ergänzen.
  • Mehrere verschieden ausgebildete Fahrantriebe mit Fahrgetrieben, die ein hydrostatisches Getriebe und ein mechanisches Getriebe umfassen, Steuerungsdiagramme für diese Fahrgetriebe und Blockdiagramme für die Steuerung dieser Fahrgetriebe sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
  • Es zeigen
  • Figur 1
    für einen erfindungsgemäßen Fahrantrieb ein Blockdiagramm der elektronischen Steuerung, gemäß dem eine nach einem Wechsel des Fahrbereichs gewünschte Zielzugkraft erhalten wird,
    Figur 2
    eine Steuerarchitektur für ein elektronisches Steuergerät, die einen allgemeinen Teil, der für wenigstens zwei unterschiedlich ausgebildete Fahrgetriebe gleich programmiert ist, und mehrere unterschiedliche spezielle Teile umfasst, von denen jeder über eine Schnittstelle mit dem allgemeinen Teil verbindbar ist,
    Figur 3
    ein Blockdiagramm mit einer gemäß Figur 2 ausgebildeten Steuerarchitektur,
    Figur 4
    das Schaltbild eines ersten erfindungsgemäß gesteuerten Fahrantriebs mit einem zwei Gangstufen und eine Synchronisiereinrichtung aufweisenden mechanischen Getriebe,
    Figur 5
    ein Schaltdiagramm für den Fahrantrieb aus Figur 4 mit einem Wechsel des Fahrbereiches,
    Figur 6
    das Schaltbild eines zweiten erfindungsgemäß gesteuerten Fahrantriebs mit zwei Hydromotoren und einem als Summierungsgetriebe ausgebildeten mechanischen Getriebe,
    Figur 7
    eine erste Variante eines Schaltdiagramms für den Fahrantrieb aus Figur 6 mit einem Wechsel des Fahrbereichs,
    Figur 8
    eine zweite Variante eines Schaltdiagramms für den Fahrantrieb aus Figur 6 mit einem Wechsel des Fahrbereichs,
    Figur 9
    eine dritte Variante eines Schaltdiagramms für eine Variante des Fahrantriebs aus Figur 6 mit einem Wechsel des Fahrbereichs,
    Figur 10
    das Schaltbild eines dritten erfindungsgemäß gesteuerten Fahrantriebs mit zwei Hydromotoren und mit einem mehrere Gangstufen aufweisenden mechanischen Getriebe,
    Figur 11
    ein Schaltdiagramm für den Fahrantrieb aus Figur 10 mit den Wechseln zwischen den Fahrbereichen und
    Figur 12
    das Schaltbild eines vierten erfindungsgemäß gesteuerten Fahrantriebs mit einem Hydromotor und mit einem mehrere Gangstufen aufweisenden mechanischen Getriebe mit zwei Kupplungen.
  • Die elektronischen Steuerung 15 gemäß Figur 1 ist für einen Fahrantrieb vorgesehen, in dem ein hydrostatisches Getriebe mit zwei Gangstufen mit einer Hydropumpe und mit einem mit der Hydropumpe in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betriebenen Hydromotor miteinander kombiniert sind. Die Hydropumpe und der Hydromotor sind über zwei Kreislaufzweige fluidisch miteinander verbunden. Einen Steuerungsabschnitt 20 der elektronischen Steuerung 15 kann man als Schaltmanager bezeichnen, in dem aus dem augenblicklichen Fahrzeugzustand ermittelt wird, ob ein Gangwechsel stattzufinden hat, und von dem gegebenenfalls ein Gangwechsel initiiert und gesteuert wird. Die Übersetzung imech des mechanischen Getriebes ist somit vom Steuerungsabschnitt 20 festgelegt und wird von diesem als Ausgangssignal ausgegeben. Die elektronische Steuerung gemäß Figur 1 hat weiterhin einen Steuerungsabschnitt 21, dem als Eingangsgrößen die Geschwindigkeit vveh des Fahrzeugs und die Winkelstellung αped des Fahrpedals zugeführt werden und der aus diesen vor einem Wechsel vorliegenden Eingangsgrößen die nach dem Wechsel des Fahrbereichs gewünschte Zielzugkraft beziehungsweise das gewünscht Zieldrehmoment Tdes an den Fahrzeugrädern ermittelt und deshalb als Zugkraftplaner oder Zieldrehmomentplaner bezeichnet werden kann. Einem weiteren Steuerungsabschnitt 22 der elektronischen Steuerung 15 wird die Drehzahl nm des Hydromotors zugeführt. Diese kann entweder gemessen oder aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abgeleitet werden. In dem Steuerungsabschnitt 22 wird ein gewünschtes normiertes Hubvolumen des Hydromotors nach der Vorschrift αm=min(npVp/nmVm,1) ermittelt, wobei np die Drehzahl der Hydropumpe, nm die Drehzahl des Hydromotors, Vp das maximale Hubvolumen der Hydropumpe und Vm das maximale Hubvolumen des Hydromotors oder der Hydromotoren ist. αm ist also gleich npVp/nmVm, falls npVp/nmVm kleiner als 1 ist, und gleich 1, falls npVp/nmVm, größer als 1 ist. Üblicherweise sind die Hydropumpe und der Hydromotor Axialkolbenmaschinen und das normierte Hubvolumen ist durch den Schwenkwinkel bestimmt, weshalb hier das Formelzeichen α verwendet wird. Der nach einem Gangwechsel für den Hydromotor gewünschte Schwenkwinkel, das nach einem Gangwechsel gewünschte Zieldrehmoment Tdes und die mechanische Übersetzung imech nach dem Gangwechsel werden als elektronische Signale einem Steuerungsabschnitt 23 der elektronischen Steuerung 15 zugeführt, der aus den zugeführten Werten eine gewünschte Druckdifferenz Δpdes ermittelt, die nach dem Gangwechsel über den Hydromotor bestehen soll. Die gewünschte Druckdifferenz wird an eine Drucksteuereinrichtung 24 gegeben, die den Schwenkwinkel der Hydropumpe so einstellt, dass über den Hydromotor die gewünschte Druckdifferenz ansteht. Der Ist-Wert der Druckdifferenz kann zum Beispiel aus den Signalen von zwei Drucksensoren erfasst werden, von denen der eine den Druck im einen Kreislaufzweig und der andere den Druck im anderen Kreislaufzweig erfasst. Die Druckdifferenz kann auch durch einen auf einen Stellkolben der Hydropumpe wirkenden Stelldruck, der zum Beispiel mit einem Druckregelventil eingestellt wird, und damit durch eine auf den Stellkolben resultierenden Kraft vorgegeben werden.
  • Ein hydrostatisches Getriebe kann mit unterschiedlichen Arten von mechanischen Getrieben kombiniert werden. Es ist von großem Vorteil, wenn Fahrantriebe mit unterschiedlichen mechanischen Getrieben mit nur einer Softwareplattform gesteuert werden können. Es werden dann Entwicklungszeit und Kosten eingespart. Die Steuerarchitektur einer solchen Softwareplattform ist in Figur 2 dargestellt. Sie weist einen allgemeinen Teil 30, der für wenigstens zwei unterschiedlich ausgebildete Fahrgetriebe gleich programmiert ist und derart ausgebildet ist, dass er die temporären Steuervariablen αm,tmp und Δptmp, also einen temporären Schwenkwinkel des Hydromotors und eine temporäre Druckdifferenz während des normalen Fahrens in einem Fahrbereich ausgibt. Die Steuerarchitektur umfasst mehrere unterschiedliche spezielle Teile 31, 32, 33, 34, von denen jeder über die gleiche Schnittstelle am allgemeinen Teil mit diesem verbindbar ist und entsprechend der speziellen Ausbildung eines Fahrgetriebes programmiert ist. In Kombination mit dem allgemeinen Teil ist ein spezieller Teil dafür vorgesehen, getriebespezifische Steuervariablen αm und Δp und Informationen (state) zum Status des Getriebes während eines Wechsels eines Fahrbereichs, insbesondere während eines Wechsels der Gangstufe des mechanischen Getriebes auszugeben. In allgemeiner Form lässt sich sagen, dass die speziellen Teile die Ausgangssignale des allgemeinen Teils überschreiben. Hier sei bemerkt, dass die speziellen Teile der Getriebesteuerung nicht nur mit einem allgemeinen Teil, der für eine Drehmomentsteuerung ausgelegt ist, sondern auch an andere Arten von Getriebesteuerungen angepasst werden können. Auch bei anderen Arten von Getriebesteuerungen kann also die Aufteilung der Steuerarchitektur in einen allgemeinen Teil und in spezielle Teile verwirklicht werden.
  • Durch ein in Figur 2 an den allgemeinen Teil 15 der Steuerarchitektur angefügtes Rechteck ist angedeutet, dass ein Dritter, zum Beispiel ein Kunde, seine eigene Software, die wenig Bezug zur Hydrostatik hat, hinzufügen kann, ohne dazu viel Know-How in der Hydrostatik zu haben.
  • Vorteilhaft ist bei der Steuerarchitektur auch, dass an einem Fahrantrieb vorgenommene Optimierungen sich leicht auf andere Arten von Fahrantrieben übertragen lassen. Außerdem kann Software eines Dritten mit dem allgemeinen Teil der Steuerarchitektur kombiniert werden, ohne dass tiefere Kenntnisse der im allgemeine Teil enthaltenen die Steuerung eines hydrostatischen Getriebes notwendig sind.
  • Der spezielle Teil 31 gemäß Figur 2 ist für Summierungsgetriebe, der spezielle Teil 32 für Synchrongetriebe, der spezielle Teil 33 für Lastschaltgetriebe und der spezielle Teil für reine hydrostatische Getriebe vorgesehen. Nach der Zusammenfügung eines speziellen Teils mit dem allgemeinen Teil 30 gelangen die temporären Steuervariablen αm,tmp und Δptmp vom allgemeinen Teil 30 zum speziellen Teil und werden dort überschrieben. Zum Beispiel benötigen Synchrongetriebe während der Synchronisierungsphase eine drehmomentfreie Eingangswelle, die für andere Arten von mechanischen Getrieben nicht notwendig ist. Der spezielle Teil 32 garantiert diese Drehmomentfreiheit, indem er den Schwenkwinkel αm,tmp für den Hydromotor und die gewünschte Druckdifferenz Δptmp überschreibt.
  • Für ein Fahrgetriebe, dessen hydrostatischer Teil zwei Hydromotoren aufweist, ist die Steuerarchitektur in Figur 3 detaillierter gezeigt. Ein spezieller Teil ist mit 31, 32, 33, 34 bezeichnet. Diesem wird von einem Block 36 des allgemeinen Teils das Signal für den provisorischen gewünschten Schwenkwinkel αm,tmp eines Hydromotors und von einem Block 37 des allgemeinen Teils das Signal für die provisorische gewünschte Druckdifferenz Δptmp zugeführt. Die Ausgangssignale des speziellen Teils sind der gewünschte Schwenkwinkel αm eines Hydromotors, die finale gewünschte Druckdifferenz Δp und eine Statusinformation State über das mechanische Getriebe. Der Block 38 ermittelt mit Hilfe von αm den geschätzten Schwenkwinkel άm des zweiten Hydromotors und der finalen gewünschten Druckdifferenz Δptmp.. Der Motorregler 39 regelt den Schwenkwinkel αm,1 eines ersten Hydromotors und den Schwenkwinkel αm,2 eines zweiten Hydromotors. Die Vorsteuerung 40 ermittelt mit Hilfe des gewünschten Volumenstroms Vf,Mot der Motoren einen vorgesteuerten Anteil am Schwenkwinkel αp,ff der Hydropumpe und gibt diesen an einen Druckregler 41, der durch Einstellung des Schwenkwinkels αp der Hydropumpe den Druck regelt.
  • Die elektronische Steuerung gemäß Figur 1 und die Steuerarchitektur gemäß den Figuren 2 und 3 können auf verschiedene Fahrgetriebe verwendet werden, von denen in den Figuren 4 bis 12 eine Auswahl gezeigt ist.
  • Der Fahrantrieb gemäß Figur 4 ist für eine mobile Arbeitsmaschine, zum Beispiel für einen Radlader vorgesehen und umfasst ein Fahrgetriebe 49, das die Kombination eines hydrostatisches Getriebe 50 und eines mechanischen Schaltgetriebes 51 mit zwei Gangstufen darstellt. Das hydrostatische Getriebe 50 hat eine als Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise ausgestaltete erste Hydromaschine 52, die über den einen Kreislaufzweig bildende Arbeitsleitung 53 und eine den anderen Kreislaufzweig bildende Arbeitsleitung 54 fluidisch mit einer als Axialkolbenmotor in Schrägachsenbauweise ausgebildeten zweiten Hydromaschine 55 in einem geschlossenen hydraulischen Kreis verbunden ist. Eine Triebwelle der ersten Hydromaschine ist mit einer Antriebswelle einer als Dieselmotor ausgebildeten Antriebsmaschine 56 gekoppelt. Eine Triebwelle der zweiten Hydromaschine 55 ist mit einer Eingangswelle 57 des Schaltgetriebes 51 gekoppelt. Eine Ausgangswelle 58 des Schaltgetriebes 51 ist mit einem Differential 59 einer zweirädrigen Achse 60 gekoppelt. Die Schrägscheibe der Hydromaschine 52 und die Zylindertrommel der Hydromaschine 55 können stetig auf verschiedene Schwenkwinkel gestellt werden, so dass jede der beiden Hydromaschinen in ihrem Hubvolumen verstellbar ist. Der Schwenkwinkel der ersten Hydromaschine kann dabei über eine Nullstellung der Schrägscheibe hinweg verstellt werden, so dass unter Beibehaltung der Drehrichtung der ersten Hydromaschine 52 eine Drehrichtungsumkehr der nur einseitig verschwenkbaren, zweiten Hydromaschine 55 möglich ist.
  • Das Schaltgetriebe 51 hat eine erste Getriebestufe 65 mit einer ersten Übersetzung und eine zweite Getriebestufe 66 mit einer von der ersten Übersetzung verschiedenen, zweiten Übersetzung zwischen der Drehzahl der Eingangswelle 57 und der Drehzahl der Ausgangswelle 58. Des Weiteren hat das Schaltgetriebe 51 eine Synchronisiereinrichtung 67, die in nicht näher dargestellter Weise hydraulisch betätigbar ist.
  • Das hydrostatische Getriebe 50 hat einen variablen, kontinuierlich verstellbaren Übersetzungsbereich. Um einen erforderlichen Geschwindigkeitsbereich der mobilen Arbeitsmaschine abdecken zu können, ist dem hydrostatischen Getriebe 50 das Schaltgetriebe 51 mit den zwei Getriebestufen 65 und 66 nachgeschaltet. Das Schaltgetriebe 51 ist dabei durch die Synchronisiereinrichtung 67 derart ausgestaltet, dass es während der Fahrt schaltbar ist. Eine Getriebeanordnung mit diesem Merkmal ist beispielsweise unter der Bezeichnung "Shift on Fly" der Anmelderin bekannt. Das Fahren in einer Getriebestufe und das Schalten zwischen den Getriebestufen wird von dem gemäß den Figuren 1 bis 3 ausgebildeten elektronischen Steuergerät 68 aufgrund der Fahrzeugparameter und gewisser variabler Eingangsgrößen gesteuert.
  • Auf welches Hubvolumen Vg/Vg_max die beiden Hydromaschine 52 und 55 gestellt sind und welche Zugkraft FN/FN_max mit einem Fahrgetriebe gemäß Figur 4 entwickelt wird, ist ausgehend von einer Fahrgeschwindigkeit null bis zu einer Maximalgeschwindigkeit in dem Schaltdiagramm gemäß Figur 5 dargestellt. Entlang der waagerechten Achse sind der erste Fahrbereich Rng1 und der zweite Fahrbereich Rng2 und dazwischen ein Übergangsbereich 69 aufgetragen. Entlang der einen senkrechten Achse sind die Zugkraft FN/FN max und weiterhin die Position der Synchronisiereinrichtung 67 aufgetragen. Auf der anderen senkrechten Achse sind die Hubvolumina der Hydropumpe 52 und des Hydromotors 55 aufgetragen. Dabei kennzeichnet die Kurve I die Zugkraft, die Kurve II das Hubvolumen der Hydropumpe 52, die Kurve III das Hubvolumen des Hydromotors 55 und die Kurve IV die Position der Synchronisiereinrichtung 67. Anhand der Kurve II erkennt man, dass der Hydromotor 55 während des Schaltvorgangs auf einen sehr kleinen Schwenkwinkel zurückgeschwenkt ist, damit die Eingangswelle 57 des Getriebes 51 während des Schaltvorgangs drehmomentfrei ist.
  • Der Fahrantrieb nach Figur 6 hat wiederum ein hydrostatisches Getriebe 50 mit einer in ihrem Hubvolumen über eine Nullstellung hinweg verstellbare und überwiegend als Hydropumpe betriebene erste Hydromaschine 52, die von dem Verbrennungsmotor 56, z.B. von einem Dieselmotor, angetrieben wird. Die Hydropumpe 52 ist hier in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf mit zwei parallel zueinander angeordneten Hydromotoren 71 und 72 fluidisch verbunden, die in ihrem Hubvolumen einseitig zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert verstellbar sind. Der zweite Hydromotor 72 ist temporär über eine Kupplung 73 und über ein Summierungsgetriebe 74 an dessen Ausgangswelle 58 und über diese mit einem Differential 59 einer zweirädrigen Achse 60 einer mobilen Arbeitsmaschine, zum Beispiel eines Radladers, verbindbar. Der erste Hydromotor 71 ist permanent über das Summierungsgetriebe 74 an dessen Ausgangswelle 58 gekoppelt. Das Summierungsgetriebe 74 ist kein Schaltgetriebe mit verschiedenen Gangstufen. Verschiedene Fahrbereiche des Fahrantriebs nach Figur 6 sind dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Fahrbereich Rng1 die Kupplung 73 geschlossen ist und sowohl der permanente, erste Hydromotor 71 als auch der temporäre Hydromotor 72 für den Antrieb der Ausgangswelle 58 des Summierungsgetriebes 74 genutzt werden und dass in einem zweiten Fahrbereich Rng2 die Kupplung 73 offen und der Hydromotor 72 auf ein Hubvolumen null zurückgeschwenkt ist. Im zweiten Fahrbereich Rng2 nimmt also der zweite Hydromotor 72 kein von der Hydropumpe 52 gefördertes Druckmittel mehr ab. Vielmehr wird die gesamte Fördermenge von dem ersten Hydromotor 71 geschluckt, so dass dieser wesentlich schneller als im ersten Fahrbereich Rng1 drehen kann.
  • Es ist wiederum eine elektronisches Steuergerät 68 vorhanden, über das die Schwenkwinkel α der Hydropumpe 52 und der beiden Hydromotoren 71 und 72 eingestellt werden und die Kupplung 73 betätigt wird.
  • In den Schaltdiagrammen nach den Figuren 7 bis 9 sind wie bei dem Schaltdiagramm nach Figur 5 wiederum entlang der waagerechten Achse der erste Fahrbereich Rng1 und der zweite Fahrbereich Rng2 und dazwischen ein Übergangsbereich 69 aufgetragen. Entlang der einen senkrechten Achse sind die Zugkraft FN/FN max und weiterhin der Zustand der Kupplung 73 aufgetragen. Auf der anderen senkrechten Achse sind die Hubvolumina der Hydropumpe 52 und des Hydromotors 55 aufgetragen. Dabei kennzeichnet jeweils die Kurve I die Zugkraft, die Kurve II das Hubvolumen der Hydropumpe 52, die Kurve III das Hubvolumen des Hydromotors 71 und die Kurve IV den Zustand der Kupplung 73 und die Kurve V das Hubvolumen des Hydromotors 72. Anhand der Kurve IV erkannt man, dass die Kupplung 73 im ersten Fahrbereich Rng1 geschlossen und im zweiten Fahrbereich Rng2 geöffnet ist.
  • Die beiden Schaltdiagramme nach den Figuren 7 und 8 unterscheiden sich dadurch voneinander, dass gemäß dem Schaltdiagramm nach Figur 7 der Hydromotor 71, der permanent mit der Ausgangswelle 58 verbunden ist, und der Hydromotor 72 im ersten Fahrbereich Rng1 bis auf denselben minimalen Schwenkwinkel zurückgeschwenkt werden, ehe im Übergangsbereich der Hydromotor 72 bis auf den Schwenkwinkel null zurückgeschwenkt wird und der Hydromotor 71 wieder voll ausgeschwenkt wird, während gemäß dem Schaltdiagramm nach Figur 8 im ersten Fahrbereich Rng1 nur der zweite Hydromotor 72 zurückgeschwenkt wird, während der erste Hydromotor 71 über den gesamten ersten Fahrbereich Rng1 hinweg, im Übergangsbereich und über einen Teil des zweiten Fahrbereichs Rng2 hinweg voll ausgeschwenkt ist. Bei einer Ansteuerung gemäß dem Schaltdiagramm nach Figur 8 ist also mit dem Fahrgetriebe nach Figur 6 im ersten Fahrbereich Rng1 nur eine kleinere maximale Geschwindigkeit als bei einer Ansteuerung gemäß dem Schaltdiagramm nach Figur 7.
  • Im zweiten Fahrbereich Rng2 schwenkt der Hydromotor 71 dann ab einem Punkt zurück, an dem die im Übergangsbereich etwas zurückgeschwenkte Hydropumpe 55 wieder voll ausgeschwenkt ist.
  • Das Schaltdiagramm gemäß Figur 9 bezieht sich auf ein Fahrgetriebe ähnlich demjenigen nach Figur 6. Der Unterschied besteht darin, dass der zweite Hydromotor 72, der permanent mit der Ausgangswelle 58 des Summierungsgetriebes 74 verbunden ist, nun ein Konstantmotor ist, dessen Hubvolumen nicht veränderbar ist. Eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit im zweiten Fahrbereich Rng2 wird deshalb, wie aus dem Schaltdiagramm nach Figur 9 hervorgeht, nur durch die Änderung des Hubvolumens der Hydropumpe 52 erreicht.
  • Für die vier verschiedenen Fahrgetriebe gemäß Figur 4 und den Figuren 6 bis 9 ergeben sich die Steuervariablen aus der folgenden Tabelle 1. Die Steuerparameter ergeben sich aus Tabelle 2. Tabelle 1: Steuervariable
    Figuren 4 und 5 Figuren 6 und 7 Figuren 6 und 8 Figur 9
    Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4
    αp,curr der für die Berechnung Ansteuerstroms benutzte gewünschte Schwenkwinkel der Pumpe
    αm,1,curr nicht relevant der für die Berechnung des Ansteuerstromes für den temporären Hydromotor benutzte gewünschte Motorschwenkwinkel
    αm,2,curr der für die Berechnung des Ansteuerstromes für den Hydromotor benutzte gewünschte Motorschwenkwinkel der für die Berechnung des Ansteuerstromes für den permanenten Hydromotor benutzte gewünschte Motorschwenkwinkel
    αm der gewünschte Motorschwenkwinkel der gewünschte Motorschwenkwinkel
    άm der geschätzte Motorschwenkwinkel der geschätzte Motorschwenkwinkel
    State Hochschalten, Runterschalten, normales Fahren das Verhältnis zwischen dem temporären Motor und dem permanenten Motor
    Tabelle 2: Steuerparameter
    Figuren 4 und 5 Figuren 6 und 7 Figuren 6 und 8 Figur 9
    Variante 1 Variante Variante 3 Variante 4
    αp,curr der für die Berechnung Ansteuerstroms benutzte gewünschte Schwenkwinkel der Pumpe
    Vm,1 Vm Vm,Tmp
    Vm,2 Vm Vm,Per
    Vp Vp Vp
    i1 iRng1 iTmp
    i2 iRng2 iPer
  • Die Variablen, die gemäß Figur 3 berechnet werden, ergeben sich aus folgenden Gleichungen (1) und (2). α Mot , tmp = n p n m V p V m , 2 2 Rng K 1 i 1 i 2 K 2 V m , 1 + V m , 2 K 6 2 Rng + V m , 2 K 5 Rng 1
    Figure imgb0001
    Δ p tmp = T des 2 π V m , 1 α m i 1 + V m , 2 i 2 K 3 + V m , 2 i 2 α m K 4 2 Rng + T des 2 π V m , 2 i 2 α m Rng 1
    Figure imgb0002
  • Die Werte für die Faktoren K sind der folgenden Tabelle 3 zu entnehmen. Tabelle 3: Faktorenmatrix
    Figuren 4 und 5 Figuren 6 und 7 Figuren 6 und 8 Figur 9
    Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4
    K1 0 0 1 1
    K2 0 1 1 1
    K3 0 0 1 1
    K4 0 1 0 0
    K5 1 1 1 0.001
    K6 1 1 0 0
  • Die Faktoren K gemäß Tabelle 3 werden benutzt, um bestimmte Teile der Gleichungen zu aktivieren oder zu deaktivieren. Auf diese Weise sind die Gleichungen für verschiedene Arten von mechanischen Getrieben benutzbar. Es sei darauf hingewiesen, dass K5 eine gewisse kleine Zahl ist, deren Sinn es ist, den berechneten gewünschten Motorschwenkwinkel größer als 1 zu machen und so im folgenden Modul auf 1 zu setzen. Die Gleichungen (1) und (2) und die Variablen, Parameter und Faktoren, die in den Tabellen 1, 2 und 3 gezeigt sind, sind im allgemeinen Teil 30 der Steuerarchitektur hinterlegt.
  • Die elektronischen Steuerungen gemäß der Erfindung sind auch in Kombination mit Fahrgetrieben verwendbar, die mehr als zwei Fahrbereiche aufweisen. So kann insbesondere auch bei einem 2+3 Getriebe, dessen hydrostatischer Getriebeteil 50 wie bei dem Fahrgetriebe nach Figur 6 eine ihrem Hubvolumen über eine Nullstellung hinweg verstellbare und überwiegend als Hydropumpe betriebene erste Hydromaschine 52, die von dem Verbrennungsmotor 56, z.B. von einem Dieselmotor, angetrieben wird, und zwei Hydromotoren 71 und 72 aufweist, die in ihrem Hubvolumen einseitig zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert verstellbar sind, die parallel zueinander angeordnet sind und mit der Hydropumpe 52 in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf fluidisch verbunden sind.
  • In den Figuren 10 und 11 ist ein derartiges 2+3-Getriebe gezeigt. Dabei hat der Fahrantrieb einen ersten Hydromotor 71, der über eine gegenüber dem Fahrantrieb gemäß Figur 6 zusätzliche Kupplung 78 mit der Ausgangswelle 58 eines mechanischen Getriebes 74 verbunden oder davon abgekoppelt werden kann. Dem zweiten Hydromotor 72 ist außer der Kupplung 73, über die er über eine erste Zahnradstufe mit der Ausgangswelle 58 verbindbar ist, eine weitere Kupplung 79 zugeordnet, über die er über eine zweite Zahnradstufe, die ein anderes Übersetzungsverhältnis als die erste Stirnradstufe hat, mit der Ausgangswelle 58 verbindbar ist. Die beiden Kupplungen 73 und 79 sind entweder beide offen oder es ist entweder die Kupplung 73 oder die Kupplung 79 geschlossen. Das Steuergerät 68 ist außer mit der Hydropumpe 52, den beiden Hydromotoren 71 und 72 und der Kupplung 73 auch mit den beiden zusätzlichen Kupplungen 78 und 79 elektrisch verbunden, um diese zu steuern.
  • Mit dem Fahrgetriebe gemäß Figur 10 sind zumindest die drei Fahrbereiche Rng1, Rng2 und Rng3 gemäß Figur 11 möglich.
  • Im ersten Fahrbereich Rng1 sind die beiden Kupplungen 73 und 78 geschlossen, so dass beide Hydromotoren 71 und 72 arbeiten und ihre Leistung an die Ausgangswelle 58 abgeben. Zur Erhöhung der Drehzahl der Abtriebswelle 2 werden im ersten Fahrbereich Rng1 beide Hydromotoren 71 und 72 in ihrem jeweiligen Schluckvolumen reduziert.
  • Im zweiten Fahrbereich Rng2 ist die Kupplung 73 offen, so dass nur der erste Hydromotor 71 über die weiterhin geschlossene Kupplung 78 Leistung an die Ausgangswelle 58 abgibt. Dabei wird für eine zunehmende Fahrgeschwindigkeit einer mobilen Arbeitsmaschine das Schluckvolumen des Hydromotors 71, das während des Fahrbereichswechsels auf seinen maximalen Wert verstellt worden ist, stetig reduziert.
  • Beim Übergang vom Fahrbereich Rng2 in den schnellsten, dritten Fahrbereich Rng3 wird die Kupplung 78 geöffnet, so dass der erste Hydromotor 71 abgekoppelt ist, und die Kupplung 79 geschlossen. Damit ist im dritten Fahrbereich Rng3 der zweite Hydromotor 72 über die dritte Kupplung 79 und die zweite Zahnradstufe mit der Ausgangswelle 58 verbunden, so dass nur der zweite Hydromotor 72 über eine andere Übersetzung als der erste Hydromotor 71 im zweiten Fahrbereich Rng2 Leistung an die Ausgangswelle 58 abgibt. Im dritten Fahrbereich wird für eine zunehmende Fahrgeschwindigkeit einer mobilen Arbeitsmaschine das Schluckvolumen des Hydromotors 72, das während des Wechsels vom zweiten Fahrbereich Rng2 in den dritten Fahrbereich Rng3 auf seinen maximalen Wert verstellt worden ist, stetig reduziert. Das mechanische Getriebe 74 gemäß Figur 10 ist somit einerseits ein Summierungsgetriebe, andererseits aber auch ein Schaltgetriebe, das die Drehzahl der Abtriebswelle des Hydromotors 72 in Abhängigkeit vom Zustand der Kupplungen 73 und 79 unterschiedlich übersetzt. Die Hydropumpe 52 verbleibt nach der Vergrößerung ihres Hubvolumens von null auf den maximalen Wert bis zur Höchstgeschwindigkeit voll ausgeschwenkt.
  • Der Fahrantrieb gemäß Figur 12 hat ein Fahrgetriebe, das die Kombination eines hydrostatisches Getriebe 50, wie es schon aus Figur 4 ersichtlich ist und das eine Hydropumpe 52 und einen mit dieser in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf angeordneten Hydromotor 55 aufweist, und eines mechanischen Schaltgetriebes 51 mit zwei Gangstufen darstellt. Die Triebwelle der Hydropumpe 52 ist mit einem Dieselmotor 56 gekoppelt. Die Triebwelle des Hydromotors 55 ist mit der Eingangswelle 57 des Schaltgetriebes 51 gekoppelt. Eine Ausgangswelle 58 des Schaltgetriebes 51 ist mit einem Differential 59 einer zweirädrigen Achse 60 gekoppelt. Die Schrägscheibe der Hydropumpe 52 und die Zylindertrommel des Hydromotors 55 können stetig auf verschiedene Schwenkwinkel gestellt werden, so dass jede der beiden Hydromaschinen in ihrem Hubvolumen verstellbar ist. Der Schwenkwinkel der Hydropumpe kann dabei über eine Nullstellung der Schrägscheibe hinweg verstellt werden, so dass unter Beibehaltung der Drehrichtung der Hydropumpe 52 eine Drehrichtungsumkehr des nur einseitig verschwenkbaren Hydromotors 55 möglich ist.
  • Das Schaltgetriebe 51 ist als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet und stark vereinfacht dargestellt. Der Hydromotor 55 ist alternativ über eine erste Kupplung 80 und einem ersten Getriebezweig 81 und über eine zweite Kupplung 82 und einen zweiten Getriebezweig 83 mit der Ausgangswelle 58 des Getriebes 51 verbindbar, wobei die Übersetzung im zweiten Getriebezweig 83 größer als im ersten Getriebezweig 81 ist. In der Praxis kann ein solches Getriebe eine Planetenstufe mit einem Sonnenrad, mit Planetenrädern und mit einem Hohlrad enthalten, wobei das Hohlrad über eine erste Kupplung fest mit einem Gestell verbindbar ist, so dass es sich nicht drehen kann, und über eine zweite Kupplung drehfest mit dem Sonnenrad beziehungsweise mit dessen Antriebswelle verbindbar ist.
  • In einem ersten Fahrbereich mit niedriger Geschwindigkeit ist die Kupplung 80 geschlossen, während die Kupplung 82 geschlossen ist. In einem zweiten Fahrbereich mit höheren Geschwindigkeiten als im ersten Fahrbereich ist die Kupplung 82 geschlossen, während die Kupplung 80 geschlossen ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 15
    elektronische Steuerung
    20
    Steuerungsabschnitt von 15
    21
    Steuerungsabschnitt von 15
    22
    Steuerungsabschnitt von 15
    23
    Steuerungsabschnitt von 15
    24
    Drucksteuereinrichtung
    30
    allgemeiner Teil einer Softwareplattform
    31
    spezieller Teil der Softwareplattform
    32
    spezieller Teil der Softwareplattform
    33
    spezieller Teil der Softwareplattform
    34
    spezieller Teil der Softwareplattform
    36
    Softwareblock
    37
    Softwareblock
    38
    Softwareblock
    39
    Motorregler
    40
    Vorsteuerung
    41
    Druckregler
    49
    Fahrgetriebe
    50
    hydrostatisches Getriebe
    51
    mechanischen Schaltgetriebe
    52
    Hydropumpe
    53
    Arbeitsleitung
    54
    Arbeitsleitung
    55
    Hydromotor
    56
    Dieselmotor
    57
    Eingangswelle von 51
    58
    Ausgangswelle von 51
    59
    Differential
    60
    zweirädrige Achse
    65
    erste Getriebestufe von 61
    66
    zweite Getriebestufe von 61
    67
    Synchronisiereinrichtung
    68
    elektronisches Steuergerät
    69
    Übergangsbereich
    71
    erster Hydromotor
    72
    zweiter Hydromotor
    73
    Kupplung
    74
    Summierungsgetriebe
    78
    Kupplung
    79
    Kupplung
    80
    erste Kupplung
    81
    erster Getriebezweig
    82
    zweite Kupplung
    83
    zweiter Getriebezweig
    imech
    Übersetzung des mechanischen Getriebes
    vveh
    Geschwindigkeit des Fahrzeugs
    αped
    Winkelstellung eines Fahrpedals
    Tdes
    Zielzugkraft
    nm
    Drehzahl des Hydromotors
    αm
    gewünschtes normiertes Hubvolumen eines Hydromotors
    np
    Drehzahl der Hydropumpe
    nm
    die Drehzahl des Hydromotors
    Vp
    maximales Hubvolumen der Hydropumpe
    Vm
    maximales Hubvolumen des Hydromotors oder der Hydromotoren
    Tdes
    gewünschtes Zieldrehmoment
    imech
    mechanische Übersetzung
    Δpdes
    gewünschte Druckdifferenz
    Rng1
    Fahrbereich
    Rng2
    Fahrbereich

Claims (8)

  1. Fahrantrieb für ein Fahrzeug mit einem Fahrgetriebe (49), das ein Fahren in mehreren Fahrbereichen (Rng1, Rng2) ermöglicht und in dem ein mechanisches Getriebe (51, 74) kombiniert ist mit einem hydrostatischen Getriebe (50), das eine in ihrem Hubvolumen verstellbare Hydropumpe (52) und wenigsten einen Hydromotor (55) umfasst, der mit der Hydropumpe (52) in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf mit zwei Kreislaufzweigen (53, 54) angeordnet und mit einem Eingang (57) des mechanischen Getriebes (51, 74) verbunden ist, und mit einem elektronischen Steuergerät (68) zur Durchführung einer zugkraftbasierten Steuerung, dadurch gekennzeichnet, dass von dem elektronischen Steuergerät (68) aus vor einem Wechsel des Fahrbereichs vorliegenden Fahrzeugparametern die nach dem Wechsel des Fahrbereichs gewünschte Zielzugkraft (Tdes) und aus der gewünschten Zielzugkraft (Tdes) und aus einem Hubvolumen (αm) des wenigsten einen Hydromotors (55) eine Solldruckdifferenz (Δpdes) zwischen den beiden Kreislaufzweigen (53, 54) des geschlossenen hydraulischen Kreislaufs ermittelt wird und dass nach dem Wechsel des Fahrbereichs zwischen den zwei Kreislaufzweigen (53, 54) des geschlossenen hydraulischen Kreislaufs durch einen Druckregler (41) eine der Solldruckdifferenz entsprechende Druckdifferenz eingestellt wird.
  2. Fahrantrieb nach Patentanspruch 1, wobei die gewünschte Zielzugkraft (Tdes) gleich der Zugkraft vor dem Wechsel des Fahrbereichs (Rng1, Rng2) ist.
  3. Fahrantrieb nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei in die Ermittlung der gewünschten Zielzugkraft (Tdes) die Stellung (αped) eines Fahrpedals eingeht.
  4. Fahrantrieb nach Patentanspruch 3, wobei in die Ermittlung der gewünschten Zielzugkraft (Tdes) die Geschwindigkeit (vveh) des Fahrzeugs eingeht.
  5. Fahrantrieb nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei wenigstens ein Hydromotor (55, 71, 72) in seinem Hubvolumen verstellbar ist und wobei das in die Ermittlung der Solldruckdifferenz (Δpdes) eingehende normierte Hubvolumen (αm) des wenigstens einen Hydromotors (55, 71, 74) nach der Formel αm = min (npVp/nmVm, 1) ermittelt wird, wobei np die Drehzahl der Hydropumpe (52), nm die Drehzahl des Hydromotors (55, 71, 72), Vp das maximale Hubvolumen der Hydropumpe (52) und Vm das maximale Hubvolumen des Hydromotors (55) oder der Hydromotoren (71, 72) ist.
  6. Fahrantrieb nach Patentanspruch 5, wobei die Drehzahl des Hydromotors durch einen Drehzahlsensor erfasst wird.
  7. Fahrantrieb nach Patentanspruch 5, wobei die Drehzahl des Hydromotors aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt wird.
  8. Fahrantrieb nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei das mechanische Getriebe (51) wenigstens zwei Gangstufen aufweist und beim Wechsel des Fahrbereichs (Rng1, Rng2) von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe gewechselt wird.
EP20209663.2A 2019-12-04 2020-11-25 Fahrantrieb für ein fahrzeug mit einem fahrgetriebe und steuerarchitektur zum steuern des fahrgetriebes Active EP3832165B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019218901.6A DE102019218901A1 (de) 2019-12-04 2019-12-04 Fahrantrieb für ein Fahrzeug mit einem Fahrgetriebe und Steuerarchitektur zum Steuern des Fahrgetriebes

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP3832165A2 EP3832165A2 (de) 2021-06-09
EP3832165A3 EP3832165A3 (de) 2021-09-01
EP3832165B1 true EP3832165B1 (de) 2024-01-31

Family

ID=73597856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20209663.2A Active EP3832165B1 (de) 2019-12-04 2020-11-25 Fahrantrieb für ein fahrzeug mit einem fahrgetriebe und steuerarchitektur zum steuern des fahrgetriebes

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3832165B1 (de)
DE (1) DE102019218901A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020210196A1 (de) 2020-08-12 2022-02-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur realisierung einer in der leistung limitierbaren drehmomente- und drehzahlschnittstelle für hydrostatische fahrantriebe

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4223846C2 (de) * 1992-07-20 1996-03-28 Hydromatik Gmbh Getriebeeinheit zur Anordnung zwischen einem Antriebsmotor und einem Verbraucher
DE19524189C2 (de) * 1995-07-03 1997-07-17 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Hydrostatischer Antrieb mit nachgeschaltetem Lastschaltgetriebe
DE102011055174A1 (de) * 2011-11-09 2013-05-16 Linde Material Handling Gmbh Verfahren zum Schalten eines zwischen mindestens zwei Übersetzungsstufen schaltbaren Schaltgetriebes eines Fahrantriebs
US11199260B2 (en) * 2017-06-27 2021-12-14 Komatsu Ltd. Work vehicle and control method for work vehicle
DE102017220003B3 (de) * 2017-11-10 2018-12-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Leistungs- und/oder Drehmomentbestimmung im Fahrantrieb eines CVT Getriebes einer Arbeitsmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
EP3832165A3 (de) 2021-09-01
EP3832165A2 (de) 2021-06-09
DE102019218901A1 (de) 2021-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3807599C2 (de)
DE112005001920B4 (de) Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs
DE69124551T2 (de) Hydraulisches Getriebe
DE112013004873B4 (de) Drehzahlsteuerung bei einer Maschine mit einem stufenlosen Getriebe
DE112008002936T5 (de) Antriebssystem mit einem kontinuierlichen variablen Getriebe
DE112013001188T5 (de) Hydromechanisches Mehrbereichsgetriebe
WO2008068036A1 (de) Verfahren zur steuerung eines antriebs und antriebssystem
DE202007014676U1 (de) Hydraulisches Antriebssystem
DE112012004575T5 (de) Hystat-Antriebssystem mit Ausrollfunktionalität
EP1828643B1 (de) Verfahren zum abbremsen eines mittels eines hydrostatischen getriebes angetriebenen fahrzeugs sowie ein hydrostatischer antrieb
WO2011131286A1 (de) Verfahren zur begrenzung eines drucks in einem hydrostatischen getriebe
DE69124527T2 (de) Hydrostatisch-mechanisches antriebssystem
EP2789882B1 (de) Leistungsverzeigtes Getriebe für einen Fahrantrieb und Verfahren zur Steuerung des Getriebes
EP3832165B1 (de) Fahrantrieb für ein fahrzeug mit einem fahrgetriebe und steuerarchitektur zum steuern des fahrgetriebes
DE102008025683B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Fahrantriebs
DE102016200336A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges einer Arbeitsmaschine mit einer Antriebsmaschine, mit einem Getriebe und mit einem Abtrieb
DE102012218974A1 (de) Verfahren zum Schalten zwischen Übersetzungsbereichen eines Leistungsverzweigungsgetriebes mit Variator
DE10133358B4 (de) Hydrostatischer Antrieb und Verfahren zum Wechseln von Gängen eines einem hydrostatischen Getriebe nachgeschalteten Schaltgetriebes
DE102012218973A1 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Betätigungszeit einer Kupplungsanordnung eines Leistungsverzweigungsgetriebes mit Variator
DE102011121880A1 (de) Verfahren zum Betätigen einer hydraulisch betätigten Kupplung eines Leistungsverzweigungsgetriebes mit Variator
DE102013202385A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines hydrostatischen Getriebes
DE10034752A1 (de) Fahrantrieb
DE112016005120T5 (de) Druck- und Drehzahlsteuerung für ein Fahrzeug
EP3954926A1 (de) Verfahren zur realisierung einer in der leistung limitierbaren drehmomente- und drehzahlschnittstelle für hydrostatische fahrantriebe
DE202020107297U1 (de) Steuersystem für einen hydrostatischen Antrieb

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: F16H 47/02 20060101AFI20210729BHEP

Ipc: F16H 61/42 20100101ALI20210729BHEP

Ipc: F16H 61/444 20100101ALI20210729BHEP

Ipc: F16H 61/472 20100101ALI20210729BHEP

Ipc: F16H 61/04 20060101ALI20210729BHEP

Ipc: F16H 61/70 20060101ALI20210729BHEP

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220301

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20231023

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502020006868

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20240131